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新材料之王助攻中国芯,延迟缩短1000倍,或有效应对“卡脖子”

强国兵器 2019-11-12 20:31:05
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新材料之王助攻中国芯,延迟缩短1000倍,或有效应对“卡脖子”

随着信息化时代的到来,网络对于现代社会的重要性不言而喻,而电子元件成为了构建信息化社会的基础。如何提升电子元件,尤其是芯片的效率,这也是“中国芯”目前急需解决的问题,好在中国的科研人员从不会让我们失望。

据媒体报道,近日,中国科学院金属研究所表示该研究所的科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构晶体管“硅-石墨烯-锗晶体管”,这种利用石墨烯材料作为基础的晶体管能将延迟时间缩短了1000倍以上,并将其截止频率由兆赫兹提升至吉赫兹领域,这也是“中国芯”的新突破,对于我国相关电子材料的发展有着重要的意义。

新材料之王助攻中国芯,延迟缩短1000倍,或有效应对“卡脖子”

硅-石墨烯-锗晶体管相关器件示意图

石墨烯拥有者“新材料之王”的美誉,其优越的导电性使其成为新一代电子元件的重要材料。中国对石墨烯的研究由来已久,看中的便是石墨烯材料的种种优点。在“新材料之王”的助攻下,科研人员提出了半导体薄膜和石墨烯转移工艺,首次制备出这种新型高速晶体管。

对于很多人而言,提到晶体管,首先想到的便是芯片。一颗小小的芯片上便有着数以万计的晶体管,而更短的延迟时间就意味着信息在晶体管之间的传播速度越快,能在短时间内处理更加复杂的事。随着计算机网络的发展,网络效率也是信息化的重要标准,如同5G带给人们明显的速度提升,这都离不开芯片处理信息效率的提高。

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用更短的时间内传播更多的信息,同样也意味着芯片能在更小的范围内装载更多更复杂的晶体管而不至于因为处理不过来而“短路”,将有助于微型芯片工艺的发展。别看只是把芯片变小了,作用可大着呢。根据“摩尔定律”,更小的芯片在节约成本同时,也能使效率更高;

此外,晶体管设计工越小芯片可以有更多的空间可以放置更多的晶体电路,增加芯片的处理能力,并允许设计和生产更复杂的电路;而且晶体管处理能力更强,体积也可以缩小,意味着可以在相同的硅片上生产比早期更庞大的工艺以及更复杂的芯片,在晶圆上安装的模具越多,晶圆本身的每芯片成本就越低,并且还将减少耗电量。

晶体管水平决定着芯片水平,而芯片水平有决定着网络计算机水平,而网络计算机水平又决定着一个国家信息化的水平,信息化又代表着未来,因此小小的晶体管也是国家未来信息化建设的基础。

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不过提到芯片,大多数人都是想到英特尔这样的外国企业,诚然,相比之下中国芯片尽管在不断进步,但里欧美顶尖级别还存在着一些差距,很多人担心,中国可能会被芯片给“卡脖子”。不过“罗马不是一日建成的”,有些事干着急是没用的,中国需要做的就是不断去突破,不断缩小差距。

如果这种利用石墨烯研发出来的高速晶体管能大规模量产的话,那么对于提高我们芯片的质量,有助于我国的芯片水平进一步与国外缩短差距,对于有效应对“卡脖子”问题无疑是大有帮助。

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